Качественные задачи по физике. Излучение (подборка качественных задач с комментариями)
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Физика — это объемный и сложный предмет.
Его изучают в школе на протяжении ряда лет. На уроках учитель помогает ученику понять природу различных явлений, знакомит с многочисленными научными открытиями и рассказывает о жизни выдающихся ученых.
Одна из задач учителя- научить применять формулы и успешно решать сложные задачи, так как физика является основой для многочисленных наук и отраслей производства. Физика — это возможность развить логику мышления.
Но не нужно забывать, что физика — наука о природе. Да, да, о той самой прекраснейшей, многогранной природе- источнике творческого вдохновения, источнике подъема всех духовных сил человека.
Прекрасное в природе безгранично и неисчерпаемо. А что если сформулировать цель физики как школьного предмета так: «Заразить» учащихся восхищением величия природы!
Художник – это человек, щедро одаренный природой, постоянно и неутомимо всматривающийся в окружающий мир. Его зрительная память удерживает увиденное во всех подробностях, а воображение довершает работу. Живопись на уроке физики может играть роль ассистентки: физические явления иллюстрируются художественными произведениями, но при этом учитель не должен сбиваться на художественно-искусствоведческий анализ.
Артпедагогика – самостоятельная отрасль педагогической науки, изучающая закономерности воспитания и развития человека средствами искусства.
Особенность артпедагогики в том, что она оперирует средствами искусства и художественно-творческой деятельности, обладающими развивающими и воспитывающим потенциалом. Искусство уникальным образом воздействует на человека, дает преобразующую силу его внутренним ресурсам, способствует личностному росту и благотворно влияет на психику. Опыт восприятия ребенка складывается из зрительных, слуховых и кинестетических ощущений. У ребенка в силу природных особенностей доминирует тот или иной тип восприятия, и, чтобы достичь понимания на бессознательном уровне, необходимо одновременное воздействие на все три сенсорные системы чувств, что способствует облегчению процесса обучения, а также позволяет представить предлагаемый образ в полной мере.
Средства искусства способны передавать через художественные образы явления внешнего мира и состояния человеческой души. Музыкальные, живописные и поэтические образы обеспечивают осмысление учащимися многообразных связей явлений и процессов окружающего мира. Общим в воздействии всех видов искусств является то, что у человека пробуждаются воспоминания о виденном, пережитом когда-то или волнующем сегодня. Педагоги и психологи считают такую активизацию субъектного опыта учащихся равносильной приобретению новых знаний.
Привлечение художественных произведений вызывает интерес: перед глазами учеников не привычные на уроке физики графики, таблицы, формулы, а красочные картины окружающего мира. Вопрос учителя уже не звучит абстрактно, а подкреплен картинкой реального мира.
Очень важен психологический климат на уроке. Произведения живописи придают эмоциональную окраску уроку, способствуют раскрепощению детей. Таким образом, кроме иллюстративной функции, живопись выполняет и здоровьесберегающую функцию.
Обращаясь к произведениям русских художников, в основном художников- передвижников, решается вопрос патриотического воспитания . Перед глазами детей предстают изображения полотен, составляющих великое русское наследие.
Источник
Классификация почв
Почва, её состав и свойства
Известно, что под коллективные садоводства отводятся массивы с самыми разными почвами, иногда даже непригодными для возделывания плодово-ягодных и овощных культур. Поэтому у садоводов-любителей возникает масса вопросов о свойствах почв на их участках, а также о том, как их улучшить, чтобы можно было с успехом выращивать различные овощи, фрукты и ягоды.
Почвой называют поверхностный слой земли, обладающий плодородием, то есть способностью производить урожай. Характерной составной частью почвы является гумус, или перегной, который образуется в результате разложения органических веществ. В перегное содержатся все основные элементы питания растений, количество которых определяет степень плодородия почвы. Чем больше перегноя в почве, тем она плодороднее. Плодородие почвы на участке следует постоянно повышать правильной агротехникой, внесением органических и минеральных удобрений.
По генетическому происхождению почвы делят на следующие типы: дерново-подзолистые, дерново-карбонатные, серые лесные, торфяные (болотные), пойменные, черноземные и другие. В Нечерноземной зоне России наиболее распространены почвы первых четырех видов.
Дерново-подзолистые почвы
Они характеризуются невысоким плодородием, небольшим слоем перегнойного горизонта (10-20 см), низким содержанием гумуса (0,5-2,5%), кислой реакцией почвенного раствора (рН 4-5) и низким содержанием доступных для растений питательных элементов. Основные мероприятия по повышению плодородия дерново-подзолистых почв заключаются в следующем: в регулировании водно-воздушного режима избыточно увлажненных почв путем устройства дренажных и открытых осушительных систем, в проведении культуртехнических работ, в увеличении перегнойного слоя систематическим внесением органических и минеральных удобрений, известкованием. Нужно помнить, что малокультурные дерново-подзолистые почвы содержат мало калия и фосфора.
Дерново-карбонатные почвы
В отличие от подзолистых они обладают более высоким естественным плодородием (содержат до 5% гумуса) и меньшей кислотностью (реакция вплоть до нейтральной). Эти почвы лучше обеспечены доступными для растений питательными элементами. Слой перегнойного горизонта в них достигает 40 см. Помимо гумуса они богаты кальцием, имеют комковатую структуру. Этот тип почвы называют «северным черноземом». Они имеются в Ленинградской, Псковской, Новгородской, Архангельской, Вологодской, Костромской, Кировской областях и в Республике Марий Эл.
Для увеличения плодородия дерново-карбонатных почв вносят, помимо органических, и минеральные удобрения, прежде всего, калийные, марганцевые борные.
Серые лесные почвы
Они отличаются от дерново-подзолистых большей мощностью гумусового горизонта (15-35 см) и более высоким содержанием гумуса (до 3-5%). Они оподзолены и имеют кислую реакцию. Среди серых лесных почв различают светло-серые, серые и темно-серые. Светло-серые почвы имеют меньшее плодородие и большую оподзоленность. Темно-серые почвы по своим признакам близки к оподзоленным черноземам. Серые лесные почвы характеризуются благоприятным тепловым и водным режимами, способствующими высокой микробиологической активности. Основные мероприятия по повышению плодородия серых почв заключается в известковании, внесении органических и минеральных удобрений, главным образом, фосфорных и азотных.
Такие почвы распространены в Тверской, Московской, Рязанской, Тульской областях и в Республике Марий Эл.
Торфяные (болотные) почвы
Они формируются в условиях переувлажнения и делятся на низинные, верховые и переходные. Для использования под сады и огороды наиболее подходят почвы, образовавшиеся на низинных и переходных болотах.
Торфяные почвы низинных болот имеют глубокий торфяной слой (более 40 см), характеризуются высоким естественным плодородием, содержат много азота (2-4%), но мало фосфора и калия, имеют слабокислую или нейтральную реакцию, отличаются сильной степенью разложения торфа (30-60%) и большой влажностью. Мелиорированные торфяно-болотные почвы низинного типа являются лучшими после дерново-карбонатных почв.
Переходные болотные почвы, в отличие от низинных, имеют повышенную кислотность (рН 3,5-5), характеризуются меньшей степенью разложения торфа. После осушения и проведения культуртехнических работ, внесения фосфорных и калийных удобрений, а где нужно – извести и микроэлементов, такие почвы можно с успехом использовать для выращивания холодостойких овощных культур, картофеля и ягодников.
Верховые торфяники содержат очень мало питательных веществ и состоят из слаборазложившегося кислого торфа, для выращивания садово-огородных растений они мало пригодны, а используются для подстилки животным, для приготовления компостов, выращивания рассады и овощных культур в защищенном грунте.
Торфяно-болотные низинные почвы имеют широкое распространение. Но надо иметь в виду, что при возделывании на них сельскохозяйственных культур требуется внесение фосфорных и калийных удобрений и микроэлементов, особенно медьсодержащих. На верховых и переходных торфяно-болотных почвах необходимо поводить известкование, вносить биологически активные органические удобрения (навоз, птичий помет), применять оптимальные дозы фосфорных и калийных удобрений и микроэлементов, а также рекомендованные дозы минеральных азотных удобрений.
Для повышения плодородия осушенных и освоенных торфяно-болотных почв и замедления процесса минерализации должна применяться не только специальная система удобрений, но и особая обработка почвы и специализированные севообороты, насыщенные многолетними травами.
Все торфяные почвы способны удерживать большое количество влаги и характеризуются низкой теплопроводностью, поэтому считаются «холодными». Весной они оттаивают и прогреваются медленно, задерживая начало весенних работ на 10-14 дней. Осенью на торфяниках заморозки начинаются на 12-14 дней раньше, чем на обычных почвах. Хотя низинные торфяники более богаты питательными элементами и легче поддаются окультуриванию, чем верховые, само их местоположение в низинах или в пониженных элементах рельефа создает условия морозоопасности для плодовых деревьев зимой и в период поздних заморозков весной и в начале лета.
На какие виды почва делится по своему механическому составу
Свойства почв, их водопроницаемость, влагоемкость, воздушный и тепловой режимы, обеспеченность питательными веществами во многом зависят от механического состава почвы, т.е. соотношения составляющих почву частиц – песка и глины. По механическому составу почвы делятся на глинистые, суглинистые, супесчаные и песчаные. Глинистые и суглинистые почвы называют холодными и тяжелыми. Песчаные и супесчаные почвы называют теплыми и легкими.
Тяжелые почвы (тяжелосуглинистые и глинистые) отличаются плохими физическими свойствами. В них мало воздуха, много воды, но только небольшую ее часть растения могут использовать. Почвы плохо пропускают воду – проникает только около 30% летних осадков, а удерживается до 20%. Тяжелые почвы плохо прогреваются, в них слабо развиваются микробиологические процессы, так как они, как правило, плохо дренированы. При высыхании на них образуется прочная почвенная корка. Однако тяжелые почвы лучше обеспечены элементами питания, особенно калием, чем легкие почвы.
Такие почвы нуждаются в окультуривании, т.е. их нужно сделать более рыхлыми и менее связными. Для улучшения физического состава тяжелых почв в них вносят повышенные дозы органических удобрений (6-8 кг/м²), а также проводят пескование (до 30 кг песка на 1 м²). Вносят все под вспашку или перекопку участка. Глинистая почва, смешанная с песком, становится по физико-механическим свойствам близкой к суглинистой. Внесение органики (навоза, торфа, древесных опилок) делает ее более рыхлой и воздухоемкой, что благотворно сказывается на росте и развитии садовых овощных растений. На глинистых почвах при наличии верховодки растения целесообразно выращивать на грядах и гребнях.
Легкие почвы (песчаные и супесчаные) хорошо пропускают воду, но очень слабо ее задерживают, а вместе с водой в нижние слои почвы вымываются питательные вещества. Эти почвы очень быстро прогреваются, что дает возможность раньше начать полевые работы. Основное направление в улучшении легких почв – повышение влагоемкости и плодородия.
Многие допускают ошибку, полагая, что чем беднее легкая почва, тем больше разнообразных удобрений нужно сразу в нее внести. Однако внесение больших доз удобрений, особенно минеральных, на таких почвах создает чрезмерно высокую концентрацию питательных веществ, что вредно для растений, особенно в первоначальный период их роста и развития. Кроме того, большое количество питательных веществ вымывается в подпахотные горизонты, что снижает эффективность внесенных удобрений и небезопасно с экологической точки зрения.
Наилучшим способом повышения плодородия легких почв является внесение органических удобрений. Заделывают их на разную глубину и в разные сроки. Осенью вносят 2-3 кг/м² на глубину 25-30 см, весной – 2-3 кг/м² на глубину 15-20 см. На хорошо окультуренной почве количество органических удобрений можно уменьшить в два раза.
Для улучшения песчаных почв хорошим агротехническим приемом является глинование: на 1 м² вносят до 30 кг глины, участок тщательно перекапывают на глубину 20-25 см. Это очень трудоемкая операция, требующая большого количества глины, но дающая долговременный эффект. Можно проводить глинование не сразу на всем участке, а поочередно на отдельных его частях.
Средние почвы (легко- и среднесуглинистые) по механическому составу и свойствам занимают промежуточное положение между глинистыми и супесчаными почвами.
Суглинистые почвы обладают хорошей структурой, это достаточно плодородные почвы с хорошим водным, воздушным и тепловым режимами; они наиболее пригодны для возделывания садовых и огородных растений. Однако и эти почвы нуждаются в регулярном пополнении питательными веществами для сохранения и повышения плодородия.
Галина Александрова,
кандидат сельскохозяйственных наук
Источник
38. Виды теплопередачи
Сборник задач по физике, Лукашик В.И.
946. В каком случае процесс теплообмена произойдет быстрее, если в горячую воду наливать холодную; в холодную наливать горячую той же массы?
Если в горячую воду наливать холодную, процесс конвекции пойдет быстрее.
947. Почему в прудах, лунках, озерах лед появляется вначале на поверхности?
Поверхность воды обменивается (отдает тепло) теплом с холодным воздухом.
948. Почему нагретые детали охлаждаются в воде быстрее, чем на воздухе?
Теплопроводность воды выше, чем у воздуха.
949. Приведите примеры изменения внутренней энергии тела в процессе теплообмена.
Термометр изменяет свою внутреннюю энергию при взаимодействии с окружающей средой.
950. Почему в безветрие пламя свечи устанавливается вертикально?
В процессе конвекции раскаленный газ (пламя) поднимается вертикально вверх, вытесняемый более тяжелым холодным воздухом.
951. Зачем канализационные и водопроводные трубы зарывают в землю на значительную глубину?
Для уменьшения потери тепла в результате теплообмена труб с окружающей средой. Теплопроводность фунта достаточно низка.
952. Зачем ствол винтовки покрывают деревянной накладкой?
Теплопроводность дерева низкая и его используют при необходимости предохранения тела от перегрева.
953. Медный и стеклянный сосуды одинаковой массы и вместимости одновременно заполнили горячей водой. В каком сосуде быстрее закончится процесс теплообмена?
В медном, поскольку его теплопроводность выше.
954. Почему вы обжигаете губы, когда пьете чай из металлической кружки, и не обжигаете, когда пьете чай из фарфоровой кружки? (Температура чая одинаковая.)
Теплопроводность металла выше, чем у фарфора.
955. В каком чайнике вода скорее нагреется: в новом или старом, на стенках которого имеется накипь? (Чайники одинаковые.)
В новом. Его теплопроводность выше и поэтому теплообмен осуществляется быстрее.
956. Если температура в комнате 16 °С, то нам не холодно, но если войти в воду, температура которой 20 °С, то мы ощущаем довольно сильный холод. Почему?
Теплообмен человека с водой интенсивнее теплообмена человека с воздухом.
957. Если деревянный цилиндр, инкрустированный металлом, обернуть листом бумаги и подержать над пламенем спиртовки (рис. 259), то бумага обугливается сначала в местах, не соприкасающихся с металлом. Почему?
Дерево отводит теплоту от бумаги медленнее, чем металл, поскольку его теплопроводность ниже.
958. При одинаковой температуре (ниже температуры тела человека) кирпич на ощупь кажется теплее гранита. Какой из этих строительных материалов обладает лучшей теплопроводностью?
Гранит.
959. Зимой на улице металл на ощупь холоднее дерева. Какими будут казаться на ощупь металл и дерево в сорокаградусную жару? Почему?
Металл будет казаться теплее дерева, поскольку он обладает большей теплопроводностью.
960. В какой обуви больше мерзнут ноги зимой: в просторной или тесной?
В тесной, поскольку в ней нет воздушной прослойки, обладающей низкой теплопроводностью.
961. Почему шерстяная одежда сохраняет теплоту лучше, чем хлопчатобумажная?
Шерстяной ворс задерживает воздух, обладающий малой теплопроводностью, и уменьшает процесс конвекции.
962. Зачем на зиму приствольные круги земли у плодовых деревьев покрывают слоями торфа, навоза или древесных опилок?
Для задержки теплого воздуха путем уменьшения конвекции и теплопередачи.
963. По озеру на большой скорости идет катер. Как вы считаете, изменяется ли при этом внутренняя энергия той части воды в озере, которая отбрасывается винтом катера?
Да, за счет силы трения между винтом и водой.
964. Прежде чем налить в стакан кипяток, в стакан опускают чайную ложку. Объясните, для чего это делают.
Ложка обладает хорошей теплопроводностью и быстро отводит тепло. При резком изменении температуры стакан может лопнуть.
965. Зачем в странах Средней Азии местные жители во время сильной жары носят шапки-папахи и ватные халаты?
Благодаря одежде появляется воздушная прослойка, которая в значительной степени уменьшает теплообмен между телом человека и окружающей средой.
966. Почему снегозадержание, проводимое на полях в засушливых областях страны, не только хорошее средство накопления влаги в почве, но и средство борьбы с вымерзанием озимых посевов?
Рыхлый снег обладает плохой теплопроводностью и замедляет процесс теплообмена.
967. Изменится ли давление воды на дно сосуда (см. рис. 158), если перенести сосуд из теплой комнаты в холодную? Почему в теплой комнате в нижней части сосуда вода будет перемещаться слева направо?
Да. Воздух в левой части сосуда за счет внутренней энергии будет расширяться, увеличивая давление на воду. Она будет перемещаться слева направо.
968. Мальчик сделал термос (рис. 260). Объясните назначение мятой бумаги в крышке ящика, подушек, мятой бумаги, пересыпанной древесными опилками, в нижней части ящика.
Эти материалы уменьшает теплообмен колбы термоса с внешней средой.
969. Почему все пористые строительные материалы (пористый кирпич, пеностекло, пенистый бетон и др.) обладают лучшими теплоизоляционными свойствами, чем плотные стройматериалы?
В их порах содержится воздух, обладающий низкой теплопроводностью.
970. Мальчик зарисовал воробья (рис. 261) один раз летом, а другой раз зимой. Какой из рисунков сделан зимой?
Правый воробей нарисован зимой.
971. В каком направлении, вверх или вниз, движется вода в радиаторе при работе двигателя трактора (рис. 262)?
Опускается вниз, поскольку в радиаторе она охлаждается.
972. Объясните, почему батареи центрального отопления ставят обычно под окнами.
Холодный воздух, поступающий через окно, тяжелее теплого, и поэтому он опускается вниз, где нагревается от батареи центрального отопления.
973. Как образуются бризы? (Бризы — местные ветры, дующие днем с моря на сушу, а ночью с суши на море.)
Днем поверхность суши нагрета сильнее поверхности моря. Теплый воздух с суши поднимается и на его место устремляется более тяжелый и холодный воздух с моря. Ночью все происходит наоборот.
974. Зачем в верхних и нижних частях корпусов проекционных аппаратов, больших электрических фонарей, киноаппаратов делают отверстия?
Для их охлаждения. Если в нижней и верхней частях корпуса есть отверстия, то в нем возникает циркуляция воздуха. Нагретый воздух выходит через верхнее отверстие, а его место занимает холодный воздух, поступающий из нижнего отверстия.
975. В промышленных холодильниках воздух охлаждается с помощью труб, по которым течет охлажденная жидкость. Где надо располагать эти трубы: вверху или внизу помещения?
Охлаждающие устройства надо располагать вверху для осуществления естественной конвекции.
976. Сильная струя воздуха, которая идет на вас от настольного вентилятора, создает прохладу. Можно ли этой струей сохранить мороженое в твердом виде?
Нельзя, т.к. вентилятор нагнетает на мороженое воздух, температура которого все равно больше температуры таяния мороженого.
977. Почему в печах с высокими трубами тяга больше, чем в печах с низкими трубами?
Чем выше труба, тем больше разность давлений на ее концах. Тяга больше.
978. Почему в металлических печных трубах тяга меньше, чем в кирпичных трубах?
Высокая теплопроводность металла способствует большему охлаждению газов и уменьшению разности давлений на концах трубы. Тяга меньше.
979. Возможны ли конвекционные потоки в жидкостях или газах в искусственном спутнике Земли в состоянии невесомости? (Объясните почему.)
Нет, потому что конвекция осуществляется за счет силы Архимеда, которой не возникает в состоянии невесомости.
980. На рисунке 262 изображена упрощенная схема водяного охлаждения двигателя трактора, которая состоит из рубашки двигателя 1, радиатора 2, трубопровода и вентилятора 3. Объясните, как осуществляется охлаждение цилиндров двигателя. Что произойдет, если уровень воды в системе охлаждения опустится ниже патрубка верхнего бачка радиатора (уровень ав)?
Вода циркулирует по двигателю против часовой стрелки. Она нагревается в рубашке и охлаждается в радиаторе, благодаря чему возникает конвекция. Если вода опустится до уровня ab, ее циркуляция прекратится, двигатель перегреется.
981. Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?
Грязный снег поглощает больше энергии излучения Солнца.
982. Зачем оболочку стратостата красят серебряной краской?
Для отражения солнечного излучения во избежание перегревания оболочки.
983. Какие почвы лучше прогреваются солнечными лучами: черноземные или подзолистые, имеющие более светлую окраску?
Черноземные.
984. Зачем в железнодорожных вагонах-ледниках, служащих для перевозки фруктов, мяса, рыбы и других скоропортящихся продуктов, промежутки между двойными стенками заполняют войлоком или несколькими слоями каких-либо пористых веществ, а снаружи вагоны окрашивают в белый или светло-желтый цвет?
Для уменьшения теплопередачи и передачи энергии посредством излучения.
985. В каком платье летним днем менее жарко: в белом или в темном? Объясните почему.
В белом, потому что оно поглощает меньше солнечной энергии, передаваемой посредством излучения.
986. Объясните назначение стеклянных рам в парниках.
Стеклянные рамы в парниках хорошо пропускают солнечное излучение, но препятствуют конвекции воздуха. Поэтому температура воздуха в парниках выше температуры внешней среды.
987. Почему вода в открытых водоемах нагревается солнечными лучами медленнее, чем суша?
Вода лучше, чем суша, отражает солнечные лучи.
988. Почему горячая вода, оставленная в термосе, со временем охлаждается?
За счет медленных процессов теплопередачи.
989. Можно ли термос временно использовать для хранения мороженого?
Можно.
Источник